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Vor einigen Tagen stellten wir Ihnen an dieser Stelle unser Logo- und Bannerprojekt vor. Wir möchten Ihnen ganz herzlich für Ihre tatkräftige Unterstützung danken! Die Zielsumme ist erreicht worden, so dass wir nun mit der Planung beginnen können. Wir werden uns mit den Spendern in Kürze in Verbindung setzen und ihnen namentlich danken, sofern dies gewünscht ist. Hoffentlich können wir Ihnen schon bald die Resultate hier präsentieren.

Mit den besten Ostergüßen,

Ihr Kalte-Sonne-Team


Wellennummer-5 und Ananas-Express beenden langjährige Dürrezeit in Kalifornien

Gute Nachrichten aus Kalifornien. Nach einigen trockenen Jahren ist nun der Regen zurückgekehrt, wie Zeit Online am 8. April 2017 meldete:

Klimawandel: Kaliforniens Dürre ist offiziell vorbei

Fünf Jahre lang litt Kalifornien unter Waldbränden, Wasserknappheit und trockenen Äckern. Regen erlöste den US-Bundesstaat schließlich. Doch die nächste Dürre droht.

Nach heftigen Regenfällen in den vergangenen Monaten hat der kalifornische Gouverneur Jerry Brown die Dürre in seinem US-Bundesstaat für beendet erklärt. “Der Dürre-Notstand ist vorbei”, sagte Brown. Eine Karte der Klimatologen vom United States Drought Monitor zeigt, dass kein Gebiet in Kalifornien mehr von außergewöhnlicher oder extremer Dürre betroffen ist. Noch vor einem Jahr war mehr als die Hälfte der Fläche Kaliforniens diesen besonders schweren Formen der Dürre ausgesetzt.

Weiterlesen auf Zeit Online.

Was Die Zeit unerwähnt lässt: Das Winterhalbjahr 2016/17 war sogar das zweitfeuchteste der letzten 122 Jahre. Die NASA gab hierzu eine eigene Meldung heraus und erklärte die Entwicklung mit einem atmosphärischen Fluss, dem “Ananas-Express”. Schön wäre es zudem gewesen, wenn Die Zeit hier hochaktuelle Forschungsergebnisse erwähnt hätte, nach denen die kalifornische Dürreserie mit einem natürlichen Phänomen zusammenhängt, nämlich den atmosphärischen Wellen. Pressemitteilung der University Corporation for Atmospheric Research vom 6. April 2017, also zwei Tage vor dem Zeit-Artikel:

Scientists link California droughts and floods to distinctive atmospheric waves

The crippling wintertime droughts that struck California from 2013 to 2015, as well as this year’s unusually wet California winter, appear to be associated with the same phenomenon: a distinctive wave pattern that emerges in the upper atmosphere and circles the globe.

Scientists at the National Center for Atmospheric Research (NCAR) found in a recent study that the persistent high-pressure ridge off the west coast of North America that blocked storms from coming onshore during the winters of 2013-14 and 2014-15 was associated with the wave pattern, which they call wavenumber-5. Follow-up work showed that wavenumber-5 emerged again this winter but with its high- and low-pressure features in a different position, allowing drenching storms from the Pacific to make landfall.  “This wave pattern is a global dynamic system that sometimes makes droughts or floods in California more likely to occur,” said NCAR scientist Haiyan Teng, lead author of the California paper. “As we learn more, this may eventually open a new window to long-term predictability.”

The finding is part of an emerging body of research into the wave pattern that holds the promise of better understanding seasonal weather patterns in California and elsewhere. Another new paper, led by NCAR scientist Grant Branstator, examines the powerful wave pattern in more depth, analyzing the physical processes that help lead to its formation as well as its seasonal variations and how it varies in strength and location. The California study was published in the Journal of Climate while the comprehensive study into the wave patterns is appearing in the Journal of the Atmospheric Sciences. Both papers were funded by the National Science Foundation, which is NCAR’s sponsor, as well as by the Department of Energy, the National Oceanic and Atmospheric Administration, and NASA. The new papers follow a 2013 study by Teng and Branstator showing that a pattern related to wavenumber-5 tended to emerge about 15-20 days before major summertime heat waves in the United States.

Strong impacts on local weather systems

Wavenumber-5 consists of five pairs of alternating high- and low-pressure features that encircle the globe about six miles (10 kilometers) above the ground. It is a type of atmospheric phenomenon known as a Rossby wave, a very large-scale planetary wave that can have strong impacts on local weather systems by moving heat and moisture between the tropics and higher latitudes as well as between oceanic and inland areas and by influencing where storms occur. The slow-moving Rossby waves at times become almost stationary. When they do, the result can be persistent weather patterns that often lead to droughts, floods, and heat waves. Wavenumber-5 often has this stationary quality when it emerges during the northern winter, and, as a result, is associated with a greater likelihood of persistent extreme events.

To determine the degree to which the wave pattern influenced the California drought, Teng and Branstator used three specialized computer models, as well as California rainfall records and 20th century data about global atmospheric circulation patterns. The different windows into the atmosphere and precipitation patterns revealed that the formation of a ridge by the California coast is associated with the emergence of the distinctive wavenumber-5 pattern, which guides rain-producing low-pressure systems so that they travel well north of California.

Over the past winter, as California was lashed by a series of intense storms, wavenumber-5 was also present, the scientists said. But the pattern had shifted over North America, replacing the high-pressure ridge off the coast with a low-pressure trough. The result was that the storms that were forced north during the drought winters were, instead, allowed to make landfall.

Clues to seasonal weather patterns

Forecasters who predict seasonal weather patterns have largely looked to shifting sea surface temperatures in the tropical Pacific, especially changes associated with El Niño and La Niña. But during the dry winters of 2013-14 and 2014-15, those conditions varied markedly: one featured the beginning of an El Niño while the sea surface temperatures during the other were not characteristic of either El Niño or La Niña. The new research indicates that the wave pattern may provide an additional source of predictability that sometimes may be more important than the impacts of sea surface temperature changes. First, however, scientists need to better understand why and when the wave pattern emerges.

In the paper published in Journal of the Atmospheric Sciences, Branstator and Teng explored the physics of the wave pattern. Using a simplified computer model of the climate system to identify the essential physical processes, the pair found that wavenumber-5 forms when strong jet streams act as wave guides, tightening the otherwise meandering Rossby wave into the signature configuration of five highs and five lows. “The jets act to focus the energy,” Branstator said. “When the jets are present, the energy is trapped and cannot escape.” But even when the jets are present, the wavenumber-5 pattern does not always form, indicating that other forces requiring study are also at play.

The scientists also searched specifically for what might have caused the wave pattern linked to the severe California drought to form. In the paper published in the Journal of Climate, the pair found that extremely heavy rainfall from December to February in certain regions of the tropical Pacific could double the probability that the extreme ridge associated with wavenumber-5 will form. The reason may have to do with the tropical rain heating parts of the upper atmosphere in such a way that favors the formation of the wavenumber-5 pattern. But the scientists cautioned that many questions remain. “We need to search globally for factors that cause this wavenumber-5 behavior,” Teng said, “Our studies are just the beginning of that search.”

About the articles:
Title: Causes of Extreme Ridges That Induce California Drought

Authors: Haiyan Teng and Grant Branstator
Journal: Journal of Climate, DOI: 10.1175/JCLI-D-16-0524.1

Title: Tropospheric Waveguide Teleconnections and Their Seasonality
Authors: Grant Branstator and Haiyan Teng
Journal: Journal of the Atmospheric Sciences, DOI: 10.1175/JAS-D-16-0305.1

Ein Paper von Luo und Kollegen in den Geophysical Research Letters vom 9. April 2017 stellte fest, dass die kalifornischen Dürren auf Niederschlagsmangel und weniger auf Temperaturextreme zurückgeht:

Contribution of temperature and precipitation anomalies to the California drought during 2012–2015
The recent multiyear drought over California was characterized by large precipitation deficits and abnormally high temperatures during both wet and dry seasons. This study investigates and quantifies the contributions of precipitation and temperature anomalies to the development of the multiyear drought with a set of modeling experiments where the anomalies are either removed or randomly replaced with other historical observations. The study reveals that precipitation deficits have been largely responsible for producing the extreme agricultural drought (i.e., large soil moisture deficits) while warmer temperatures have only marginally intensified the drought. However, the warmer temperatures over the high-elevation areas during the wet season have contributed equally or more than the precipitation deficits to the reduction of snowpack. The interplay between temperature and precipitation anomalies in space and time also appears to be important for the drought development.

Bereits ein Jahr zuvor hatte die University of Texas in Austin den Wind als wichtigen Auslöser der Regenarmut und kalifornischen Dürren ausgemacht. In einer Pressemitteilung gab die Uni am 5. Juli 2016 bekannt:

California Droughts Caused Mainly by Changes in Wind, Not Moisture

Droughts in California are mainly controlled by wind, not by the amount of evaporated moisture in the air, new research has found. The findings were published in Geophysical Research Letters, a journal of the American Geophysical Union, on June 30. The research increases the understanding of how the water cycle is related to extreme events and could eventually help in predicting droughts and floods, said lead author Jiangfeng Wei, a research scientist at The University of Texas at Austin’s Jackson School of Geosciences. “Ocean evaporation provides moisture for California precipitation but is not the reason for droughts there, although the ocean evaporation is slightly lower during droughts,” Wei said.

The researchers analyzed 30-year data sets that recorded precipitation, ocean evaporation, surface wind speed and atmospheric pressure on and near the west coast of the United States. These are all factors that influence the water cycle in California. One of the difficulties of studying the water cycle, Wei said, is that the water sources for precipitation cannot be directly observed, so the team also used a mathematical moisture-tracking method and high-resolution model simulations. Their analysis showed that although moisture evaporated from the Pacific Ocean is the major source for California precipitation, the amount of water evaporated did not strongly influence precipitation in California, except in the cases of very heavy flooding. That’s because the amount of water evaporated from this ocean region does not change much year by year, researchers found, and did not cause rain to occur more or less often. “Ocean evaporation has little direct influence on California precipitation because of its relatively weak variability,” Wei said.

Instead, the researchers found that disturbances in atmospheric circulation, the large-scale movement of air, have the most effect on drought because they can affect factors that will cause it to rain more or less. The study co-authors are Qinjian Jin, a postdoctoral researcher at the Massachusetts Institute of Technology who earned his Ph.D. at the Jackson School; Zong-Liang Yang, a professor in the Jackson School’s Department of Geological Sciences; and Paul Dirmeyer, a professor at George Mason University.

Most of California has been in a severe drought since 2011, although a strong El Niño in the winter of 2015 helped diminish the drought. The current drought is caused by a high-pressure system that disturbs the atmospheric circulation. The development of the high-pressure system is related to a sea surface temperature pattern in the Pacific Ocean, according to research cited by the study. “Although this is a very rare event, the probability of this kind of high-pressure system is likely increasing with global warming,” the authors said. Yang said that the research could aid in the prediction of droughts and floods by improving scientific understanding of the intricate factors that influence rainfall the most. “The topic is extremely timely as current and future climate change would mean more changes in extreme events such as droughts and floods,” Yang said. “Understanding this asymmetric contribution of ocean evaporation to drought and flooding in California will ultimately help us make better predictions.”

Welche Schuld trägt nun der Mensch an den Dürren? Laut den oben genannten Studien spielt hier vor allem die natürliche Variabilität eine Rolle, auch wenn Stefan Rahmstorf und Michael Mann dies nicht wahrhaben wollen. Trotzdem ist der Mensch am Ausmaß der kalifornischen Dürren offenbar nicht ganz unschuldig. Eine Studie von Xiaogang He und Kollegen vom 18. Februar 2017 in den Geophysical Research Letters fand, dass unangepasstes Wassermanagement die Dürren künstlich verlängert hat. Anbei der Abstract:

Intensification of hydrological drought in California by human water management
We analyze the contribution of human water management to the intensification or mitigation of hydrological drought over California using the PCR-GLOBWB hydrological model at 0.5° resolution for the period 1979–2014. We demonstrate that including water management in the modeling framework results in more accurate discharge representation. During the severe 2014 drought, water management alleviated the drought deficit by ∼50% in Southern California through reservoir operation during low-flow periods. However, human water consumption (mostly irrigation) in the Central Valley increased drought duration and deficit by 50% and 50–100%, respectively. Return level analysis indicates that there is more than 50% chance that the probability of occurrence of an extreme 2014 magnitude drought event was at least doubled under the influence of human activities compared to natural variability. This impact is most significant over the San Joaquin Drainage basin with a 50% and 75% likelihood that the return period is more than 3.5 and 1.5 times larger, respectively, because of human activities.


Die Landschaftsfresser

In der Print-Ausgabe von Tichys Einblick geht es im Heft 5/2017 um ‘Grüne Killermaschinen’, besser bekannt als Windkraftanlagen:

Von wegen Naturschutz: Die Landschaftsfresser

Von Fritz Vahrenholt and Michael Miersch

Auf breiter Fläche zerstört die Energiewende Kulturlandschaften und Wälder. Im Namen des Klimas werden seltene Vögel geopfert und Idyllen in Industrieparks verwandelt. Umweltpolitiker applaudieren dazu Schulter an Schulter mit der Lobby der erneuerbaren Energien


„Für den Rotmilan sieht es nicht gut aus“, sagt Oliver Krüger, einer der führenden Ornithologen Deutschlands. „Und gerade für den Rotmilan tragen wir eine besondere Verantwortung.“ Krüger führte für das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie die sogenannte PROGRESS-Studie durch, die bisher umfangreichste Forschung zum Konflikt zwischen Windwirtschaft und Vogelwelt. Die Ergebnisse wurden nur in aller Stille im Internet veröffentlicht, ohne Pressekonferenz oder Ministerwort. Der Startschuss für den Sinkflug des Rotmilans fiel am 1. Januar 1991 und wurde vom CDU-Umweltminister Klaus Töpfer abgegeben.


Erst langsam, dann unübersehbar und immer rasanter begann damit die größte Landschaftsveränderung seit dem Zweiten Weltkrieg. Zirka 28 000 Windkraftanlagen prägen heutzutage das Gesicht Deutschlands: von Ostfriesland bis zur Pommerschen Bucht,
vom Niederrhein bis zu Lausitz, vom Schwarzwald bis zum Harz. Etwa 1200 Anlagen wurden mittlerweile in Wäldern errichtet. Moderne Typen, wie die Enercon E126, sind 200 Meter hoch und haben einen Rotordurchmesser von 127 Metern. Um einen dieser Türme aufzustellen, müssen mehr als 5000 Quadratmeter Wald gerodet werden. Ihr enormer Flächenbedarf ist der große ökologische Nachteil der alternativen Energien. Dies gilt besonders für Biogas, aber auch für Solarkraftwerke und Windindustrie.

Den vollständigen Artikel von Fritz Vahrenholt and Michael Miersch können Sie in der Print-Ausgabe von Tichys Einblick im aktuellen Heft 5/2017 lesen.


Den im obigen Artikel genannten PROGRESS-Bericht können Sie kostenfrei bei BioConsult SH herunterladen. Auszug aus dem Fazit der Studie:

Kollisionen von Vögeln (und Fledermäusen) sind ein zentrales Konfliktfeld zwischen dem Ausbau der Windenergienutzung und dem Naturschutz. Obwohl mittlerweile eine hohe Anzahl von Studien zu diesem Bereich vorliegt, gibt es nur sehr wenige systematische Untersuchungen, in denen Kollisionsraten von Vögeln quantifiziert wurden. Dies erschwert die Bewertung eines möglichen Konfliktes. Im Hinblick auf strenge artenschutzrechtliche Genehmigungsvoraussetzungen für die Errichtung von WEA sind Wissensdefizite ein potenzielles Hindernis für den beabsichtigten Ausbau der Windenergienutzung.


Es ist insgesamt bemerkenswert, dass die Kollisionen mit WEA vorrangig am Tag und bei Arten mit guten Flugeigenschaften erfolgen, wogegen Arten mit schlechterer Manövrierfähigkeit, wie etwa Gänse oder Kraniche, sowie nachtziehende Arten deutlich seltener mit WEA kollidieren. Andererseits ist der genaue Kollisionszeitpunkt nicht bekannt und kann insbesondere bei der häufig als Kollisionsopfer gefundenen Stockente – die tagsüber nur in geringen Zahlen beobachtet wurde – auch während der Nacht erfolgt sein. Die Artenzusammensetzung der Kollisionsopfer weist angesichts der Ergebnisse der durchgeführten Beobachtungen zur Flugaktivität darauf hin, dass das Kollisionsrisiko wesentlich vom Verhalten der Vögel gegenüber den Anlagen bestimmt wird. Während einige Arten WEA offensichtlich als störende Strukturen wahrnehmen, nähern sich andere Arten diesen ohne Meidungsreaktionen zu zeigen an und werden durch die Rotoren gefährdet.


Mäusebussard: Die Ergebnisse von PROGRESS weisen auf hohe Kollisionsraten und potenziell bestandswirksame Auswirkungen des Ausmaßes bisheriger Windenergienutzung hin. Vor dem Hintergrund des großen Bestands des Mäusebussards in Deutschland tritt dadurch keine akute Bestandsgefährdung auf, aber zumindest regional sind starke Bestandsrückgänge dokumentiert. In welchem Maße diese durch Windenergienutzung und/oder andere Faktoren verursacht werden, bedarf dringend näherer Untersuchungen. Bei der Planung von weiteren Windparks bestehen durch die großflächige Verbreitung dieser Art Probleme bei der Konfliktvermeidung bzw. –minderung und es ist zu prüfen, wie diese in Genehmigungsverfahren berücksichtigt werden können. Wichtiger als bei den anderen Arten wird es beim Mäusebussard voraussichtlich sein, die mit der Errichtung von Windenergieanlagen verbundenen Eingriffe so auszugleichen, dass sie auch der betroffenen Art dienlich sind und den Bestand des Mäusebussards stützen.


Die Ergebnisse von PROGRESS verdeutlichen eine hohe Notwendigkeit für weitergehende Populationsstudien an Arten wie Mäusebussard und Rotmilan und ggfs. weiteren potenziell gefährdeten Arten. Vor dem Hintergrund des erfolgten Ausbaus und der Ergebnisse von PROGRESS erscheint es als bedeutsam, den bestehenden Einfluss der Windenergienutzung, aber auch weiterer Faktoren, auf die Bestände potenziell gefährdeter Arten weiter zu untersuchen und genauer zu ermitteln. Hierzu werden weitere Kollisionsuntersuchungen nach der PROGRESS-Methode empfohlen. Bei Arten mit niedrigen Beständen, bei denen der nötige Aufwand für Kollisionssuchen zu hoch wäre, kann die Markierung von Individuen eine Methode sein, um den Anteil anthropogener Mortalität zu ermitteln. Zur Bewertung der Befunde kann der Aufbau differenzierter Modelle hilfreich sein (z.B. Individual Based Modelling, IBM), welche dichteabhängige Prozesse, die Veränderung von Habitaten und Ressourcen sowie weitere anthropogene Mortalitätsursachen mit einbeziehen.

Den Gesamtbericht können Sie bei BioConsult SH herunterladen


Falls Sie Abonnent der VDI-Nachrichten sind, sei Ihnen der kritische Artikel “Effiziente Energiewende” von Klaus Riedle empfohlen.


Dr. med. Thomas Carl Stiller beschäftigte sich am 27. März 2017 auf der Webseite des Deutschen Arbeitgeberverbandes mit einem heißen Eisen:

Infraschall – der Bumerang der Energiewende

Unhörbarer aber biophysiologisch wirksamer Schall ist keine Science Fiction, sondern eine zunehmende Bedrohung für die Gesundheit.  Zunächst ein paar physikalische Grundlagen: Schall ist die Druckänderung in einem Medium wie z.B. Luft und breitet sich wellenförmig um die Quelle aus.  Je tiefer die Frequenz, desto weiter wird Schall in der Luft transportiert.  Sehr tiefe Frequenzen werden zudem auch durch geschlossene Gebäude hindurch übertragen.  Durch Schallreflexionen und Überlagerungen kann er dann örtlich zu überhöhten Schalldruckwerten führen. Generell werden Töne und Geräusche über Frequenz, Klangfarbe und Lautstärke beschrieben.   Das menschliche Gehör kann Frequenzen etwa im Bereich von 20.000 Hz, also Schwingungen pro Sekunde (hohe Töne) bis 20 Hz (tiefe Töne) hören.  Der Schallbereich oberhalb einer Frequenz von 20.000 Hz wird als Ultraschall, unterhalb von 200 Hz als tieffrequenter Schall, unterhalb von 20 Hz als Infraschall bezeichnet.  Sowohl Infra- als auch Ultraschall werden vom Ohr nicht mehr wahrgenommen, für Infraschall hat der Körper aber eine subtile Wahrnehmung, und manche Menschen sind für tieffrequenten Schall besonders empfindlich.

In der Natur sind tieffrequente Schwingungen allgegenwärtig.  Beispielsweise wird das Meeresrauschen über viele hundert Kilometer in der Atmosphäre übertragen, manche Zugvögel orientieren sich daran.  Der Schalldruck natürlicher Geräusche im Infraschallbereich ist allerdings recht gleichmäßig auf die verschiedenen Frequenzen verteilt und wird vom Menschen nicht als störend empfunden. Der Infraschall von Windkraftanlagen ist noch kilometerweit messbar (1).


Der Akustiker Steven Cooper hat zusammen mit einem Windparkbetreiber in Australien die Auswirkungen von Infraschall auf die lokale Bevölkerung näher untersucht. Anwohner in der Nähe eines Windparks klagten über die oben genannten Beschwerden. Sie hatten den Windpark aber nicht direkt vor Augen. Cooper ließ sie ihre Symptome mit genauem Zeitpunkt notieren und überprüfte die Korrelation mit der Aktivität der Windkraftanlagen: Die Symptome waren am stärksten, wenn die Windkraftanlagen besonders aktiv waren(5).

In Dänemark haben Informationen über Missbildungen und Fehlgeburten auf einer Nerzfarm, in deren Nähe nachträglich Windkraftanlagen gebaut wurden, sowie gehäufte Berichte von Krankheitssymptomen von Menschen in der Nähe von Windkraftanlagen zu einem Ausbaustopp geführt, der genutzt wird, um die Zusammenhänge näher zu untersuchen.  Auch hierzulande wird umweltmedizinisch das Thema Infraschall schon länger ernst genommen (6).

Ganzen Artikel auf der Webseite des Deutschen Arbeitgeberverbandes lesen. Siehe auch Projektergebnisse der BGR.


Wieviel CO2 stoßen Vulkane aus?

Der CO2-Gehalt steigt stetig an und hat die 400 ppm mittlerweile überschritten. Gemessen wird das CO2 seit 1958 auf einem hawaiianischen Vulkan, dem Mauna Loa (Abb. 1).

Abb. 2: Entwicklung der atmosphärischen CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre. Messwerte vom Mauna Loa. Graphik: Climate4You.


Weshalb wählte man gerade den Mauna Loa? Vulkane sind wohlbekannte CO2-Quellen, da wäre ein neutralerer, nichtvulkanischer Ort sicher angebracht gewesen. Trotzdem sind die Bedenken einer vulkanischen Beeinflussung der Messwerte wohl unberechtigt, denn der Mauna-Loa-CO2-Verlauf wurde zwischenzeitlich an vielen anderen Stellen der Erde bestätigt.

Der Anstieg des CO2 in den vergangenen 150 Jahren ist Folge der Nutzung fossiler Brennstoffe im Zuge der Industrialisierung. Es stellt sich die Frage, inwieweit natürliche Prozesse zu diesem CO2-Anstieg möglicherweise beigetragen haben. Wenn man sich den CO2-Kreislauf anschaut, scheinen Vulkane eher wenig CO2 in die Atmosphäre zu pumpen. Laut dem 5. IPCC-Bericht (Arbeitsgruppe 1, Kapitel 6, Abbildung 6.1, Seite 471, pdf hier) stoßen Vulkane jährlich lediglich 100 Millionen Tonnen Kohlenstoff aus, während bei der Verbrennung fossiler Energierträger und bei der Zementherstellung 7,8 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr produziert werden.

Trotzdem wollen wir uns im Folgenden mit den Vulkanen und ihrem CO2-Ausstoß einma näher beschäftigen. Wie genau sind die vulkanischen CO2-Quellen eigentlich bekannt? Ist der CO2-Ausstoß kontinuierlich oder unterliegt er Schwankungen? Das Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University überraschte am 5. Februar 2015 mit einer Pressemitteilung, in der charakteristische Zyklen beim vulkanischen CO2-Ausstoß beschrieben werden, die unter Umständen auch das Klima beeinflussen können:

Seafloor Volcano Pulses May Alter Climate: New Data Show Strikingly Regular Patterns, From Weeks to Eons

Vast ranges of volcanoes hidden under the oceans are presumed by scientists to be the gentle giants of the planet, oozing lava at slow, steady rates along mid-ocean ridges. But a new study shows that they flare up on strikingly regular cycles, ranging from two weeks to 100,000 years—and, that they erupt almost exclusively during the first six months of each year. The pulses—apparently tied to short- and long-term changes in earth’s orbit, and to sea levels–may help trigger natural climate swings. Scientists have already speculated that volcanic cycles on land emitting large amounts of carbon dioxide might influence climate; but up to now there was no evidence from submarine volcanoes. The findings suggest that models of earth’s natural climate dynamics, and by extension human-influenced climate change, may have to be adjusted. The study appears this week in the journal Geophysical Research Letters .

“People have ignored seafloor volcanoes on the idea that their influence is small—but that’s because they are assumed to be in a steady state, which they’re not,” said the study’s author, marine geophysicist Maya Tolstoy of Columbia University’s Lamont-Doherty Earth Observatory . “They respond to both very large forces, and to very small ones, and that tells us that we need to look at them much more closely.” A related study by a separate team this week in the journal Science bolsters Tolstoy’s case by showing similar long-term patterns of submarine volcanism in an Antarctic region Tolstoy did not study.

Volcanically active mid-ocean ridges crisscross earth’s seafloors like stitching on a baseball, stretching some 37,000 miles. They are the growing edges of giant tectonic plates; as lavas push out, they form new areas of seafloor, which comprise some 80 percent of the planet’s crust. Conventional wisdom holds that they erupt at a fairly constant rate–but Tolstoy finds that the ridges are actually now in a languid phase. Even at that, they produce maybe eight times more lava annually than land volcanoes. Due to the chemistry of their magmas, the carbon dioxide they are thought to emit is currently about the same as, or perhaps a little less than, from land volcanoes—about 88 million metric tons a year. But were the undersea chains to stir even a little bit more, their CO2 output would shoot up, says Tolstoy.

Some scientists think volcanoes may act in concert with Milankovitch cycles –repeating changes in the shape of earth’s solar orbit, and the tilt and direction of its axis—to produce suddenly seesawing hot and cold periods. The major one is a 100,000-year cycle in which the planet’s orbit around the sun changes from more or less an annual circle into an ellipse that annually brings it closer or farther from the sun. Recent ice ages seem to build up through most of the cycle; but then things suddenly warm back up near the orbit’s peak eccentricity. The causes are not clear.

Enter volcanoes. Researchers have suggested that as icecaps build on land, pressure on underlying volcanoes also builds, and eruptions are suppressed. But when warming somehow starts and the ice begins melting, pressure lets up, and eruptions surge. They belch CO2 that produces more warming, which melts more ice, which creates a self-feeding effect that tips the planet suddenly into a warm period. A 2009 paper from Harvard University says that land volcanoes worldwide indeed surged six to eight times over background levels during the most recent deglaciation, 12,000 to 7,000 years ago. The corollary would be that undersea volcanoes do the opposite: as earth cools, sea levels may drop 100 meters, because so much water gets locked into ice. This relieves pressure on submarine volcanoes, and they erupt more. At some point, could the increased CO2 from undersea eruptions start the warming that melts the ice covering volcanoes on land?

That has been a mystery, partly because undersea eruptions are almost impossible to observe. However, Tolstoy and other researchers recently have been able to closely monitor 10 submarine eruption sites using sensitive new seismic instruments. They have also produced new high-resolution maps showing outlines of past lava flows. Tolstoy analyzed some 25 years of seismic data from ridges in the Pacific, Atlantic and Arctic oceans, plus maps showing past activity in the south Pacific.

The long-term eruption data, spread over more than 700,000 years, showed that during the coldest times, when sea levels are low, undersea volcanism surges, producing visible bands of hills. When things warm up and sea levels rise to levels similar to the present, lava erupts more slowly, creating bands of lower topography. Tolstoy attributes this not only to the varying sea level, but to closely related changes in earth’s orbit. When the orbit is more elliptical, Earth gets squeezed and unsqueezed by the sun’s gravitational pull at a rapidly varying rate as it spins daily—a process that she thinks tends to massage undersea magma upward, and help open the tectonic cracks that let it out. When the orbit is fairly (though not completely) circular, as it is now, the squeezing/unsqueezing effect is minimized, and there are fewer eruptions.

The idea that remote gravitational forces influence volcanism is mirrored by the short-term data, says Tolstoy. She says the seismic data suggest that today, undersea volcanoes pulse to life mainly during periods that come every two weeks. That is the schedule upon which combined gravity from the moon and sun cause ocean tides to reach their lowest points, thus subtly relieving pressure on volcanoes below. Seismic signals interpreted as eruptions followed fortnightly low tides at eight out of nine study sites. Furthermore, Tolstoy found that all known modern eruptions occur from January through June. January is the month when Earth is closest to the sun, July when it is farthest—a period similar to the squeezing/unsqueezing effect Tolstoy sees in longer-term cycles. “If you look at the present-day eruptions, volcanoes respond even to much smaller forces than the ones that might drive climate,” she said.

Daniel Fornari, a senior scientist at Woods Hole Oceanographic Institution not involved in the research, called the study “a very important contribution.”  He said it was unclear whether the contemporary seismic measurements signal actual lava flows or just seafloor rumbles and cracking. But, he said, the study “ clearly could have important implications for better quantifying and characterizing our assessment of climate variations over decadal to tens to hundreds of thousands of years cycles.” Edward Baker, a senior ocean scientist at the National Oceanic and Atmospheric Administration, said, “The most interesting takeaway from this paper is that it provides further evidence that the solid Earth, and the air and water all operate as a single system.” The research for this paper was funded in large part by the U.S. National Science Foundation.

Da die Tiefseevulkane noch immer schlecht kartiert und verstanden sind, könnte sich der vulkanische CO2-Beitrag in den Kohlenstoffzyklus-Modellen noch ändern. Mike Burton vom Italian National Institute of Geophysics and Volcanology geht davon aus, dass Vulkane pro Jahr um die 600 Millionen Tonnen CO2 ausstoßen. Das sind etwa andertahlb mal soviel, wie vom IPCC im letzten Bericht behauptet (eine Tonne Kohlenstoff entspricht 3,67 Tonnen CO2).

Die quantitative Erforschung des vulkanischen CO2-Beitrags ist noch ziemlich am Anfang. Die University of New Mexico berichtete am 18. Januar 2016 über ermutigende Fortschritte in den kontinentalen Riftzonen, die sie in Ostafrika erstmals CO2-budgetierten:

Scientists detect deep carbon emissions associated with continental rifting

First of its kind study quantifies deep carbon emissions. Scientists at the University of New Mexico conducted research to effectively study carbon emissions through fault systems in the East African Rift (EAR) in an effort to understand carbon emissions from the Earth’s interior and how it affects the atmosphere.

Carbon dioxide (CO2) from Earth’s interior is thought to be released into the atmosphere mostly via degassing from active volcanoes. CO2 can also escape along faults away from active volcanic centers. However, such tectonic degassing is poorly constrained, and to date has been largely unmeasured. The research, funded by the National Science Foundation (NSF) Tectonics Program, is directed by UNM Professor Tobias Fischer and is part of a continued effort to better quantify global emissions of CO2 from the Earth’s interior. Led by UNM Ph.D. student Hyunwoo Lee, the lead author of the paper titled, Massive and prolonged deep carbon emissions associated with continental rifting published in Nature Geoscience, the scientists set out to measure diffuse CO2 flux from the Magadi-Natron basin in the East African Rift (EAR) between Kenya and Tanzania.

“CO2 is the main source of the greenhouse effect,” said Lee. “Natural carbon emissions come from volcanoes and are derived from magma. Mostly, people have thought the major sources of magmatic emissions have come through active volcanic events. Our research is the first attempt to quantify magmatic CO2 gases from non-volcanic and continental rift regions.” The EAR is the world’s largest active continental rift and is comprised through distinct western and eastern sectors. Several active volcanoes emit large volumes of CO2 including Nyiragongo in the Congo and Oldoinyo Lengai in Tanzania. Additionally, significant amounts of CO2 are stored in large anoxic lakes in this region.

“Widespread continental rifting and super-continent breakup could produce massive, long-term CO2 emissions and contribute to prolonged greenhouse conditions like those of the Cretaceous.” – UNM Ph.D. student Hyunwoo  Lee

“To measure diffuse CO2 flux, we used an EGM-4 CO2 gas analyzer with a cylindrical accumulation chamber,” Lee said. “The gas samples were then diverted from the chamber into pre-evacuated glass vials in order to carry out gas chemistry and carbon isotope analyses in our laboratories at UNM.” Additional gas samples collected along fault zones in the Magadi-Natron basin showed an elevated CO2 flux and provided further evidence that faults act as permeable pathways facilitating the ascent of deeply-derived CO2. This particular study area represented a conservative 10 percent of the entire Natron-Magadi region.

The data from all samples were then compared to gas data from the active volcano Oldoinyo Lengai and found to have carbon isotope compositions that indicated a strong magmatic contribution to the observed CO2. James Muirhead, a doctoral student at the University of Idaho, focused on the relationship between the structure of the faults and the gas they released, including what controls carbon dioxide flow from depth and what volumes of gas the faults release. Combing the CO2 flux data and fault structures with carbon isotopic analyses, conducted at UNM’s Center for Stable Isotopes (CSI), the research generated interesting data allowing the scientists to quantify the massive and prolonged deep carbon emissions through faults.

“We found that about 4 megatonnes per year of mantle-derived CO2 is released in the Magadi-Natron Basin, at the border between Kenya and Tanzania,” Lee said. “Seismicity at depths of 15 to 30 kilometers detected during our project implies that extensional faults in this region may penetrate the lower crust.” Thus, the ultimate source of the CO2 is the lower crust or the mantle, consistent with the carbon isotopes measured in the gas. The findings suggest that CO2 is transferred from upper mantle or lower crustal magma bodies along these deep faults. Extrapolation of the measurements to the entire Eastern branch of the rift system implies a huge CO2 flux 71 megatonnes per year, comparable to emissions from the entire global mid-ocean ridge system of 53 to 97 megatonnes per year.

“It is often argued that large volcanic eruptions instantly transfer significant amounts of CO2 and other gases into the atmosphere where they affect the global climate over a few years,” Fischer said. “On human time-scales, continental rifting is extremely slow at spreading rates of mm’s per year but on geologic time-scales, rifting can be considered a catastrophic continental break-up event.” “Widespread continental rifting and super-continent breakup could produce massive, long-term CO2 emissions and contribute to prolonged greenhouse conditions like those of the Cretaceous,” Lee added. Large-scale rifting events could play a previously unrecognized role in heating up the atmosphere and perhaps ending global ice ages.

“It is important to note, however, even when including the newly quantified CO2 emissions from the EAR in the global CO2 budget, natural emissions are dwarfed by emissions from fossil fuel use, which were 36 giga tons of CO2 in 2013,” Fischer said. “This comparison shows that humanity is currently emitting the equivalent of 500 East African Rifts in CO2 to the atmosphere per year.” Cindy Ebinger, a professor of earth and environmental sciences at the University of Rochester, coordinated field activities near the Kenya-Tanzania border and analyzed earthquake patterns within the rift zone.

“The unique coupling of gas chemistry and earthquake studies made it possible to discover the escape of gas along permeable fault zones that serve as conduits to the surface,” said Ebinger. “The work also allowed us to document the process of crustal growth through the formation of igneous rocks from magma in early-stage continental rift zones.”

Lee says the scientists plan to measure diffuse CO2 flux and collect gas samples from other areas in the EAR to better constrain how much it releases deep carbon to try to better constrain how much deeply derived CO2 comes from natural systems.

“Because some geological settings, for example fault zones, have never been paid attention to, global CO2 flux from natural systems are obviously underestimated,” he said. “Although there are still many ongoing studies to find better ways to quantify CO2 flux from active volcanoes, we expect this study to trigger more research on CO2 output from non-volcanic areas.” 

Additional scientists involved in the study included: Distinguished Professor Zach Sharp, UNM Department of Earth and Planetary Sciences; Simon Kattenhorn, University of Idaho; and Gladys Kianji, University of Nairobi (Kenya).

Um CO2 aus dem Erdboden bzw. aus dem Seeboden ausgasen zu sehen, muss man nicht weit reisen, es reicht ein Ausflug an den Laacher See in der Vulkaneifel (vorspulen, bei Minute 1:05 geht es zu den CO2-Blubberblasen):


Schließlich noch eine Pressemitteilung der Woods Hole Oceanographic Institution aus dem Juli 2015, in der CO2-Messungen in der Ägäis beschrieben werden:

Carbon Dioxide Pools Discovered in Aegean Sea

’Kallisti Limnes’ Get Their Distinctive Color from Opal Particles

The location of the second largest volcanic eruption in human history, the waters off Greece’s Santorini are the site of newly discovered opalescent pools forming at 250 meters depth. The interconnected series of meandering, iridescent white pools contain high concentrations of carbon dioxide (CO2) and may hold answers to questions related to deepsea carbon storage as well as provide a means of monitoring the volcano for future eruptions.  “The volcanic eruption at Santorini in 1600 B.C. wiped out the Minoan civilization living along the Aegean Sea,” said Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) scientist Rich Camilli, lead author of a new study published today in the journal Scientific Reports.  “Now these never-before-seen pools in the volcano’s crater may help our civilization answer important questions about how carbon dioxide behaves in the ocean.”

The pools range in size from 1 to 5 meters diameter, and scientists believe they are ephemeral, appearing and disappearing like a rain pool in the desert. Camilli and his colleagues from the University of Girona, National and Kapodistrian  University of Athens, Institut de Physique du Globe de Paris, and Hellenic Centre for Marine Research, working in the region in July 2012, used a series of sophisticated underwater exploration vehicles to locate and characterize the pools, which they call the Kallisti Limnes, from ancient Greek for “most beautiful lakes.” A prior volcanic crisis in 2011 had led the researchers to initiate their investigation at a site of known hydrothermal activity within the Santorini caldera. During a preliminary reconnaissance of a large seafloor fault the University of Girona’s autonomous underwater vehicle (AUV) Girona 500 identified subsea layers of water with unusual chemical properties. (weiterlesen …)

Ameisen kommen mit dem Klimawandel gut zurecht

Freude beim Deutschen Wetterdienst, endlich wieder ein Superlativ: Der März 2017 war der wärmste seit Beginn der systematischen Temperaturmessungen. Pressemitteilung des DWD vom 30. März 2017:

Im März [2017] wechselte der Einfluss von Hoch- und Tiefdruckgebieten immer wieder. Häufig herrschten dabei frühlingshafte oder sogar sommerliche Temperaturen – nicht zuletzt auch durch die zunehmende Tageslänge. Dies ergab den wärmsten März seit Beginn regelmäßiger Wetteraufzeichnungen im Jahr 1881. „Damit liegt dieser Monat im von uns erwarteten Trend des Klimawandels in Deutschland“, so Prof. Dr. Gerhard Adrian, Präsident des Deutschen Wetterdienstes (DWD).”

Voll im erwarteten Trend? Josef Kowatsch hat sich die Temperaturreihe für die letzten 30 Jahre angeschaut und förderte Überraschendes zutage: Der Trend der März-Temperaturen ist leicht negativ, abkühlend! War dies wirklich erwartet worden?

Abb. 1: Entwicklung der März-Temperaturen in Deutschland während der letzten 30 Jahre. Daten: DWD, Graphik: Josef Kowatsch.


Je nach Wahl alternativer Betrachtungsintervalle kommen andere Trends heraus. Daher hier die Langzeitkurve für die Märztemperaturen in Deutschland. Aufällig das Temperaturplateau der letzten 15 Jahre:

Abb. 2: Entwicklung der März-Temperaturen in Deutschland während der letzten 135 Jahre. Daten und Graphik: DWD.


Tolle Nachrichten aus der Tierwelt: Ameisen können sich offenbar besser an den Klimawandel anpassen als lange angenommen. Pressemitteilung der Case Western Reserve University vom 20. März 2017:

Species appears to evolve quickly enough to endure city temperatures

The speed at which a tiny ant evolves to cope to its warming city environment suggests that some species may evolve quickly enough to survive, or even thrive, in the warmer temperatures found within cities, according to a new study by researchers at Case Western Reserve University.

Evolution is often thought of as a process that takes millennia, but urban acorn ants collected in Cleveland have taken no more than 100 years to adjust to their heat-trapping home of asphalt and concrete steeped with waste heat from cars and buildings–although their tolerance to cold was reduced. The researchers’ findings are published online in the Biological Journal of the Linnean Society. “Ants are an indicator species, and by comparing the physiologies of urban versus rural ants, we can get an idea of whether ants and other cold-blooded animals will be able to cope with the temperature changes associated with urbanization and other sources of warming like global climate change,” said Sarah Diamond, assistant professor of biology at Case Western Reserve and the study’s lead author. Diamond worked with Ryan Martin, assistant professor of biology, research associates Lacy Chick and Stephanie Strickler, and PhD student Abe Perez.

Cities tend to be a couple of degrees warmer than surrounding rural areas. To determine whether animals evolve or simply adjust to added warmth, the research team collected and compared acorn ants from the city and nearby rural land. The acorn ant (Temnothorax curvispinosus) is widespread and important for decomposing organic material in urban and rural environments across the United States. This species of ant is smaller than a cookie crumb; an entire colony of 250 can fit in a single acorn. The researchers collected colonies from within the city of Cleveland and as far as 28 miles east from the Holden Arboretum in suburban Kirtland, Ohio, to study in Diamond’s lab.

To isolate evolutionary change from short-term acclimation, groups of rural and city ants were raised in warmer city temperatures for about 10 weeks. Other groups from both locations were raised in cooler rural temperatures for 10 weeks. Tests of thermal tolerance showed all the ants acclimated. “They’re very plastic,” Martin said. “But ants collected from city habitats retained their higher heat tolerance and loss of cold tolerance compared to rural ants, regardless of whether they were born and reared under warm or cool temperatures.” Martin and Diamond believe the Cleveland ants evolved as the city became and remained highly urban during the last 100 years. Because egg-laying queen ants live from five to 15 years, the evolution to heat tolerance likely took no more than 20 generations, the researchers estimated.

With temperatures predicted to rise at least a couple of degrees Celsius over the next century, “Global data suggests that the acclimation response won’t be enough to respond to climate change, but some species, like the acorn ants, may evolve quickly enough,” Diamond said. The researchers suggest this experiment can be repeated with other species in cities around the world. Whether other species can adapt as rapidly to cities and other sources of temperature change is unknown but remains an important question for researchers trying to predict what future biological communities will look like and how they will function, Diamond and Martin said.


Im Jahr 1991 produzierte Shell einen Dokumentarfilm zu den Gefahren des Klimawandels, der sich an der IPCC-Argumentation orientierte. 26 Jahre später wird Shell hierfür scharf kritisiert (Spektrum, Guardian, Klimaretter). Hätte man es vielleicht lieber gesehen, wenn Shell einen klimaskeptischen Film gemacht hätte? Ein Sturm im Wasserglas. Im Prinzip wurde der Industrie ein Maulkorb verpasst. Egal was sie sagt, immer ist es falsch. Ein wirksames Prinzip, um die Industrie aus der Diskussion herauszuhalten. Dabei hätten die gut ausgebildeten Akademiker der Firmen wichtige Beiträge zur Erforschung des Klimas und der Diskussion zu liefern…



Liebe Leser,

Das Kalte-Sonne-Blog gibt es nun seit nunmehr gut 5 Jahren. Wir berichten täglich aus der wundersamen Welt des Klimawandels. Das ist so ergiebig, dass es noch immer nicht langweilig geworden ist. Danke für Ihre Treue. Wir haben in der Zeit viel erreicht, die eine oder andere Diskussion angestoßen, dem einen oder anderen Klimaalarmisten die Grenzen aufgezeigt. Wir alle gemeinsam haben gelernt und staunen über die Natur, was für tolle Dinge sich dort ereignen.

Eines haben wir in den mehr als 2200 Blogartikeln bisher leider nicht geschafft, nämlich die Einführung eines griffigen Kalte-Sonne-Logos. Das könnten wir jetzt ändern. Eine Webdesignerin bot uns ihre Hilfe an. Sie würde für uns einige Entwürfe erstellen und unverbindlich zur Entscheidungsfindung zusenden. Wenn wir uns für einen der Entwürfe enscheiden, könnten wir das Logo dann für € 250 (inkl. MwSt.) erwerben. Das würden wir gerne ausprobieren. Es wäre toll, wenn wir das mit Sponsoren aus der Leserschaft stemmen könnten. Wer mitfördert, darf sich an der Auswahl des Logos beteiligen. Außerdem würde uns die Webdesignerin ein Banner entwickeln (€ 200 inkl. MwSt.). Sponsorzuwendungen gerne an unser Kalte-Sonne-Konto bzw. Kontakt via Sebastian.Luening@kaltesonne.de. Wir informieren im Blog umgehend, wenn das Sponsorziel erreicht ist.

Beste Grüße

Ihre Kalte-Sone-Redaktion


Bereits mehrfach haben wir über den neuen Dokumentarfilm “The Uncertainty Has Settled” des Filmemachers Marijn Poels berichtet. Auf Screenarchy.com erschien nun eine lesenswerte Rezension des Films:

The Uncertainty Has Settled – A deadly earnest search

The title of this brand new and excellent climate change documentary is immediately the best reason to go to see it. Is the story of global warming true; that science has proved its point and there is no longer any need for debate? This is what Marijn Poels, a seasoned documentary filmmaker and journalist par excellence, wanted to find out. He’s driven and socially conscious, with his heart in the right place. This is how Marijn was raised by his socially aware parents. He describes himself as left and progressive. In addition, this documentary was entirely self-financed.

Marijn Poels is aware of how sensitive and polarising the subject of climate change can be. Any hint of bias or conflict of interest had to be avoided. The quality of the film is extremely high and this has not escaped the attention of international expert juries as Marijn has already received two awards for Best Documentary; one in Berlin and one in Los Angeles.

What is so beautiful and compelling in this documentary is the ignorance of the maker. Marijn stumbles from one surprise to another. You can see his disbelief and amazement and sometimes even read the despair in his face. The beautiful images and transitions, along with the necessary rest points, provide the viewer with the necessary breaks but at the same time evoke a desire for more information. The way in which the issue is addressed, the words used to interpret the information, make the film extremely suitable for all and sundry. Even for those who thought there was only one opinion on the subject of climate change and CO₂.

Weiterlesen auf Screenarchy.com

Hier der Trailer des Films:

Trailer | The Uncertainty Has Settled from Marijn Poels on Vimeo.

Sie können den Film in ausgewählten Kinos anschauen.  Übersicht der Vorstellungen hier. Webseite des Films hier.


Im Aufwachen!-Podcast von Tilo Jung und Stefan Schulz hat der Wetterexperte Jörg Kachelmann für einen respektvollen Umgang mit klimatisch Andersdenkenden geworben. Link:
Timecode: ab 1:49:51 oder konkreter ab 1:56:33, oder noch konkreter ab ca. 2:05:05

Dank an Oliver Slota für diesen Hinweis.


Klimaaktivismus ist offenbar auf dem absteigenden Ast. Die australische Klimaaktivistengruppe “The Climate Institute” schließt am 30. Juni 2017 für immer die Pforten. Wichtige Sponsoren waren abgesprungen und konnten nicht ersetzt werden. Hat faktenferner Klimaaktivismus noch eine Zukunft? Hier die Pressemitteilung des ‘Climate Institute’ vom 8. März 2017:

Chair of Board announces closure of The Climate Institute

The Board of The Climate Institute (TCI) has announced that the TCI will cease to operate on June 30 2017. The Board announced that the decisions comes as a result of being unable to establish the viable level of funding that would enable The Climate Institute to continue in a meaningful, sustainable form.

TCI has conducted ground-breaking research; built influential strategic partnerships among business, investor, welfare, union and other community groups; achieved domestic and diplomatic public policy outcomes; helped shape change to the regulatory landscape and driven the evolution of financial sector climate risk management, particularly among superannuation and institutional funds, domestically and internationally (see attached list of achievements on following page).

Through its Climate of the Nation series, TCI has also conducted what is now the longest trend survey of the attitudes of Australians to climate change and its solutions. “With the expiry of its original founding bequest, and despite ongoing support from a range of philanthropic and business entities, the Board has been unable to secure sufficient funding to continue the level and quality of work that is representative of TCI’s strong reputation,” said Board Chair Mark Wootton, who was among the original founding Directors and has been Chair since 2007.
“The Climate Institute has been a provider of pioneering research and a leading advocate for credible, practical climate policy throughout a tumultuous period in Australian public, investor and business decision-making.

“TCI is often described as a trusted broker and critical friend, and we are proud of the way it has built understanding and consensus among a wide variety of stakeholders on such a complex, challenging and important issue. “We are disappointed that some in Government prefer to treat what should be a risk management issue as a proxy for political and ideological battles. They are increasingly isolated as the costs of inaction mount and the opportunities and benefits of action become ever clearer,” he said.

When established in 2005 for an intended five-year life, TCI was the only non-government organisation focussed solely on climate change. TCI has now been joined by many other organisations with a significant focus on climate change. Regulators and investors are beginning to seriously integrate climate risk and opportunity management. The historic Paris agreement provides a framework for international accountability and action. There has also been a stunning recent surge in affordability and scale of clean energy alternatives.

“While challenges still abound, the landscape is much stronger than it was twelve years ago when TCI was first established. The Board is proud of the achievements of The Climate Institute, and its staff, in making an enduring contribution towards its 2050 vision of a resilient Australia prospering in a zero-carbon global economy, participating fully and fairly in international climate change solutions.”

TCI will see a core body of projects to fruition by June 30, and the Board will work with other organisations to ensure key aspects of its work continue through 2017 and beyond. A Transition Sub-Committee has been established to oversee this work. The Board has also reluctantly accepted the resignation of John Connor who has been Chief Executive Officer of The Climate Institute since February 2007. From April, Mr Connor will be working with Baker McKenzie, heading up the Fijian Government’s COP 23 Secretariat which has been established for the purpose of Fiji’s Presidency of the 23rd Convention of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change. John has been a dedicated and highly skilled CEO at TCI and has been pivotal to our achievements. Olivia Kember, Head of Policy will assume the role of Acting CEO. The Board will make final determinations on the future of The Climate Institute and its work before June 30 [2017].


Ozeanischer Wärmeinhalt im letzten Jahr stark zurückgegangen: Kurzfristeffekt oder Trendwende?

Schock-News auf Spiegel Online am 12. März 2017:

Klimawandel: Ozeane erwärmen sich deutlich schneller als befürchtet

Es ist ein weiterer Beleg für den Klimawandel: Die Ozeane heizen sich immer schneller auf. Neue Daten zeigen, wie sehr sich Forscher in der Vergangenheit geirrt haben.

Der Untersuchung zufolge erwärmen sich die Ozeane rund 13 Prozent schneller als bisher gedacht. Hinzu kommt, dass sich der Prozess immer weiter beschleunigt. 1992 heizten sich die Ozeane bereits nahezu doppelt so schnell auf wie noch 1960, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt “Science Advances”. Erst seit 1990 erreiche die Erwärmung überhaupt Wassertiefen unter 700 Metern.

Es geht um einen Artikel von Cheng et al. 2017 in Science Advances:

Improved estimates of ocean heat content from 1960 to 2015
Earth’s energy imbalance (EEI) drives the ongoing global warming and can best be assessed across the historical record (that is, since 1960) from ocean heat content (OHC) changes. An accurate assessment of OHC is a challenge, mainly because of insufficient and irregular data coverage. We provide updated OHC estimates with the goal of minimizing associated sampling error. We performed a subsample test, in which subsets of data during the data-rich Argo era are colocated with locations of earlier ocean observations, to quantify this error. Our results provide a new OHC estimate with an unbiased mean sampling error and with variability on decadal and multidecadal time scales (signal) that can be reliably distinguished from sampling error (noise) with signal-to-noise ratios higher than 3. The inferred integrated EEI is greater than that reported in previous assessments and is consistent with a reconstruction of the radiative imbalance at the top of atmosphere starting in 1985. We found that changes in OHC are relatively small before about 1980; since then, OHC has increased fairly steadily and, since 1990, has increasingly involved deeper layers of the ocean. In addition, OHC changes in six major oceans are reliable on decadal time scales. All ocean basins examined have experienced significant warming since 1998, with the greatest warming in the southern oceans, the tropical/subtropical Pacific Ocean, and the tropical/subtropical Atlantic Ocean. This new look at OHC and EEI changes over time provides greater confidence than previously possible, and the data sets produced are a valuable resource for further study.

Hier die entsprechende Pressemitteilung von NCAR/UCAR:

New estimate of ocean heat finds more warming

Recent observations lead to a better understanding of the past

The oceans may be storing 13 percent more heat than previously estimated, according to a new study co-authored by scientists at the National Center for Atmospheric Research (NCAR). The finding, published in the journal Science Advances, is based on a new analysis of how ocean temperatures have changed since 1960. The research team, led by Lijing Cheng of the Chinese Academy of Sciences, compared their results to estimates published in the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change in 2013. “In other words, the planet is warming quite a lot more than we thought,” said NCAR scientist Kevin Trenberth, a study co-author.

The vast majority of excess heat trapped on Earth by greenhouse gas emissions — about 90 percent — is stored in the oceans, but measuring how the heat content of the oceans has changed over time has been a challenge due to sparse observations. Historically, the temperature of ocean waters was measured by a variety of ships, but this limited observations to areas where ships traveled. In more recent decades, measurements of ocean heat have increased, thanks to new observational techniques. In 2000, scientists began deploying a network of thousands of floats called Argo to profile conditions in the top layer of the ocean extending down 2,000 meters (6,562 feet). Argo achieved near global coverage in 2005, though some remote regions are still not sampled.

To fill the large gaps in the historical ocean temperature record, the research team used a combination of statistical techniques and model output to determine how useful a single observation can be for inferring information about the surrounding area, as well as how the temperatures in different parts of the world’s oceans relate to one another. They found that, in most regions, a single ocean observation could provide valuable information about conditions as far as 2,000 kilometers (1,243 miles) away.

To check if they were correct, they used Argo observations. At first, they chose data from only a small number of floats in the network to mimic the scarcity of observations that would have been available in the mid-20th century. Then they used their new technique to create an entire ocean temperature map based on those few observations. When they checked their map against the full complement of Argo observations, they found that their reconstruction tracked closely with reality. “The results were remarkable,” Trenberth said. “They give us much more confidence about what the ocean heat content was, stretching back to the late 1950s.”

The results allowed the team to estimate the total warming between 1960 and 2005 to be 337 zettajoules (a measure of energy). They also found that changes were small until 1980, when the amount of heat stored in the oceans began to steadily increase. Since 1990, significant amounts of heat have begun to seep deeper into the ocean layers. NCAR scientist and co-author John Fasullo said the study also highlights the impact of improved observations and models, which are giving scientists important insights into what the world once looked like. “Science not only looks toward the future, but is also continually trying to make sense of the past,” he said. “This work is an example of how advances in technology have enabled an improved understanding of past changes in the ocean, where variability has always been a bit of an enigma due to its vastness and depth. The insights associated with this work change not only our understanding of past climate but also how future changes might unfold.” The other co-authors are Tim Boyer, of the National Oceanic and Atmospheric Administration; John Abraham, of the University of St. Thomas; and Jiang Zhu, of the Chinese Academy of Sciences.

Wir wollen es genauer wissen und schauen in die offiziellen Daten zum ozeanischen Wärmeinhalt (ocean heat content, OHC). Climate4You hat die Daten für die obersten 2 km der Weltozeane (Abb. 1):

 Abb. 1: Ozeanischer Wärmeinhalt (OHC) 2004-2017. Graphik: Climate4You.


Zu erkennen: Die Arktis kühlte sich zwischen 2004-2017 ab, Äquator erwärmt sich, Antarktis bleibt gleich. Global kommt für den OHC immer noch eine Erwärmung für diesen Zeitraum heraus. Wenn man sich die letzten zwei, drei Jahre anschaut, erspäht man etwas Interessantes: Das letzte Jahre (2016) scheint hier einen leichten Abkühlungstrend beim ozeanischen Wärmeinhalt aufzuweisen. Das wollen wir mit den OHC-Graphiken der NOAA (NODC) vergleichen:

Abb. 2: Globaler Ozeanischer Wärmeinhalt (OHC) der letzten 60 Jahre. Graphik: NOAA


Ein ziemlich deutlicher Zappler nach unten. Ob sich hier eine Trendwende anbahnt, oder ist es nur eine kleine Verschnaufpause auf dem Weg zu noch höheren OHC-Werten? Der Nordatlantik und Pazifik scheinen sich im letzten Jahrzehnt kaum erwärmt zu haben, wie diese Graphik von Bob Tisdale auf Basis der ARGO-Daten (0 bis 2000 m Wassertiefe) zeigt:

Abb. 3: Entwicklung des ozeanischen Wärmeinhalts, aufgeschlüsselt nach Ozeanen. Graphik: Bob Tisdale, WUWT.


Wissenschaftler wunderten sich, dass sich die Wassermassen des großen Pazifik kaum erwärmt haben. Eine Forschergruppe um Sang-Ki Lee erklärte in Nature Geoscience, dass die Wärme wohl in den Indischen Ozean weitergewandert wäre. Im Indik hat sich der OHC in den letzten anderthalb Jahrzehnten kräftig erhöht (Abb. 3). Wie sieht es unterhalb von 2 km Wassertiefe aus? Wir schauen in eine Arbeit von Llovel et al. 2014 in Nature Climate Change hinein:

Deep-ocean contribution to sea level and energy budget not detectable over the past decade
As the dominant reservoir of heat uptake in the climate system, the world’s oceans provide a critical measure of global climate change. Here, we infer deep-ocean warming in the context of global sea-level rise and Earth’s energy budget between January 2005 and December 2013. Direct measurements of ocean warming above 2,000 m depth explain about 32% of the observed annual rate of global mean sea-level rise. Over the entire water column, independent estimates of ocean warming yield a contribution of 0.77 ± 0.28 mm yr−1 in sea-level rise and agree with the upper-ocean estimate to within the estimated uncertainties. Accounting for additional possible systematic uncertainties, the deep ocean (below 2,000 m) contributes −0.13 ± 0.72 mm yr−1 to global sea-level rise and −0.08 ± 0.43 W m−2 to Earth’s energy balance. The net warming of the ocean implies an energy imbalance for the Earth of 0.64 ± 0.44 W m−2 from 2005 to 2013.

Oder in anderen Worten: Der tiefe Ozean unterhalb von 2000 m hat sich von 2005-2013 abgekühlt! Passt nicht so gut zur Behauptung, der Ozean würde sich ingesamt schneller erwärmen als gedacht.


Klimaschädliches Palmöl: Regendefizit im Amazonas-Regenwald durch Abholzung

In einer Pressemitteilung gab das Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) am 13. März 2017 Modellierungsergebnisse zur Auswirkung von Dürren auf den Amazonas Regenwald bekannt. Im Folgenden der volle Text, da sich hier viel Richtiges mit einigen Fragezeichen mischt:

Teufelskreis aus Dürre und Waldverlust am Amazonas

Der Waldverlust durch Abholzen im Amazonasgebiet und die mögliche Abnahme der Regenfälle dort könnten einen Teufelskreis in Gang bringen. Wenn Trockenzeiten mit dem menschengemachten Klimawandel zunehmen, so steigt zusätzlich das Risiko eines sich selbst verstärkenden Waldverlustes, so hat ein internationales Team von Wissenschaftlern herausgefunden. Wenn allerdings ein großer Artenreichtum von Bäumen in einem Waldabschnitt lebt, so kann das dessen Überlebenschancen merklich steigern. Um dieses nicht-lineare Verhalten aufzuspüren, haben die Forscher eine neuartige Analyse komplexer Netzwerke angewendet.

„Der Regenwald des Amazonas ist eines der Kipp-Elemente im Erdsystem“, sagt Leit-Autorin Delphine Clara Zemp, die die Studie am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) durchgeführt hat. „Wir wissen bereits, dass einerseits geringerer Niederschlag die Gefahr des Waldsterbens erhöht. Andererseits kann der Waldverlust auch regionale Trockenheit verstärken. Mehr Dürren können also zu weniger Waldbedeckung führen, was wiederum zu mehr Dürren führen kann und so weiter. Die Folgen dieser Rückkopplung zwischen Pflanzen und der Atmosphäre war aber bislang nicht klar. Unsere Studie zeigt das Risiko eines sich selbst verstärkenden Waldverlustes, der noch zusätzlich zu dem Waldverlust entsteht, der direkt durch weniger Regen ausgelöst wird.“ Zemp ist heute an der Georg-August-Universität Göttingen; die Untersuchung ist Ergebnis einer Forschungsgruppe zu dynamischen Phänomenen in komplexen Netzwerken (IRTG1740) mit der Humboldt-Universität zu Berlin.

Selbstverstärkender Effekt bewirkt zusätzlichen Waldverlust

Wenn sich in der Trockenzeit die Niederschlagsmenge im Amazonasgebiet halbieren würde, könnten mindestens 10 Prozent des Waldes allein durch den Effekt der Selbstverstärkung verloren gehen, zusätzlich zu dem erheblichen direkten Waldverlust durch Trockenheit. Computer-Simulationen der Wissenschaftler legen nahe, dass dies vor 20.000 Jahren im Amazonas-Regenwald schon einmal geschehen sein könnte, dies passt auch zu Belegen aus der Erdgeschichte. Die Wissenschaftler betonen aber, dass es Unsicherheiten gibt. Wenn man die noch nicht völlig verstandenen Rückkopplungen zwischen Vegetation und Atmosphäre mit einbezieht, dann könnte der sich selbst verstärkende Waldverlust sogar bis zu 38 Prozent des Amazonasbeckens treffen. In Verbindung mit den direkten Effekten der Dürren wäre damit letztlich der Großteil des Amazonas-Regenwaldes in Gefahr. Die Studie kann keine Informationen über die Zeiträume der Entwicklung bieten, sie ist eine Analyse der Empfindlichkeit des Systems.

Tropische Regenwälder erzeugen viel von dem Wasser, das sie benötigen, aus sich selbst heraus – sie verdunsten Feuchtigkeit, die dann wieder auf sie herab regnet. „Der Wasserkreislauf des Amazonas-Regenwaldes ist natürlich reine Physik und Biologie, aber er ist auch eines der großen Wunder der Natur“, sagt Ko-Autor Henrique M.J. Barbosa von der Universidade de São Paulo in Brasilien. „So machtvoll dieser Kreislauf ist, so ist er doch zugleich erstaunlich empfindlich für Umweltveränderungen – und die Menschheit stört das Amazonasgebiet massiv, sowohl durch die Abholzung von tropischen Bäumen als auch indirekt über die Erwärmung der Atmosphäre durch Treibhausgase aus fossilen Brennstoffen. Dies verringert den großräumigen Transport von Feuchtigkeit und trifft am Ende sogar die zuvor unberührten Teile des Waldes.“

Ausgedehnte Trockenzeiten erhöhen das Risiko des Kippens

„Derzeit nimmt im Süden und Osten des Amazonaswaldes der Niederschlag während der Regenzeit zu und während der Trockenzeit ab, das liegt an sich verändernden Temperaturen an der Oberfläche des Ozeans, die den Feuchtetransport zwischen den Tropenregionen beeinflussen“, sagt Ko-Autorin Anja Rammig von der Technischen Universität München (TUM) und PIK. „Es ist noch unklar, ob dies sich so fortsetzt; aber jüngste Projektionen, die mit Beobachtungsdaten abgeglichen wurden, weisen darauf hin, dass in den Trockenzeiten die Niederschlagsmengen weiter abnehmen könnten.“

Sogar wenn die durchschnittlichen Regenmengen sich nicht drastisch verändern, könnte eine Verlängerung von zwischenzeitlichen Dürren Teile des Amazonaswaldes kippen, hin zu dem sich selbst verstärkenden Waldverlust. „Die bis Ende unseres Jahrhunderts vorhergesagten Veränderungen der Regenfälle werden kein vollständiges Absterben des Amazonaswaldes auslösen“, sagt Ko-Autor Carl Schleussner von dem wissenschaftlichen Think-Tank Climate Analytics und dem PIK. „Aber unsere Ergebnisse legen nahe, dass große Teile des Waldes durchaus in Gefahr sind.“

Interessanterweise scheint der Amazonaswald umso weniger verletzlich zu sein, je vielfältiger seine Pflanzenwelt ist. Biodiversität hat das Potenzial, die Auswirkungen des sich selbst verstärkenden Waldverlustes zu verringern. „Weil jede Art auf andere Weise auf Belastungen reagiert, kann das Vorhandensein einer großen Vielfalt von Arten die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems verbessern“, sagt Ko-Autorin Marina Hirota von der Universität von Santa Catarina in Brasilien. „Beim Erhalt von Biodiversität könnte es also nicht bloß um die Liebe zu Bäumen und Kräutern und Vögeln und Käfern gehen; die Biodiversität könnte vielmehr ein Hilfsmittel zur Stabilisierung von wichtigen Elementen des Erdsystems sein.“

Artikel: Delphine Clara Zemp, Carl-Friedrich Schleussner, Henrique M. J. Barbosa, Marina Hirota, Vincent Montade, Gilvan Sampaio, Arie Staal, Lan Wang-Erlandsson, Anja Rammig (2017): Self-amplified Amazon forest loss due to vegetation-atmosphere feedbacks. Nature Communications [DOI:10.1038/NCOMMS14681]

Es ist nachvollziehbar, dass Dürren den Regenwald in Mitldeidenschaft ziehen. Bei den Regen-Trends wollen wir etwas genauer hinschauen. In der Meldung lesen wir:

„Derzeit nimmt im Süden und Osten des Amazonaswaldes der Niederschlag während der Regenzeit zu und während der Trockenzeit ab…”

Weniger Regen in der Trockenzeit ist ein Problem, im Süden und Osten des Amazonasgebietes. Aber was ist mit dem Norden und Westen? Nahm der Regen dort in der Trockenzeit vielleicht zu oder blieb gleich? Der Rest der Trendaussagen beizieht sich auf die Zukunft, basierend auf fragwürdigen Modellierungen, die noch selten verlässlich waren. Ein wichtiger Aspekt wird nur kurz zu Beginn des Artikels angerissen, nämlich die Zerstörung des Regenwaldes durch die angeblich so grünen Palmölbarone. Die anthropogene Entwaldung unter dem Deckmäntelchen des Klimaschutzes führt laut einer Studie von Spracklen & Gardcia-Carreras (2015) in den Geophysical Research Letters zu einer Abnahme der Niederschläge:

The impact of Amazonian deforestation on Amazon basin rainfall
We completed a meta-analysis of regional and global climate model simulations (n = 96) of the impact of Amazonian deforestation on Amazon basin rainfall. Across all simulations, mean (±1σ) change in annual mean Amazon basin rainfall was −12 ± 11%. Variability in simulated rainfall was not explained by differences in model resolution or surface parameters. Across all simulations we find a negative linear relationship between rainfall and deforestation extent, although individual studies often simulate a nonlinear response. Using the linear relationship, we estimate that deforestation in 2010 has reduced annual mean rainfall across the Amazon basin by 1.8 ± 0.3%, less than the interannual variability in observed rainfall. This may explain why a reduction in Amazon rainfall has not consistently been observed. We estimate that business-as-usual deforestation (based on deforestation rates prior to 2004) would lead to an 8.1 ± 1.4% reduction in annual mean Amazon basin rainfall by 2050, greater than natural variability.

Naturschützer warnt vor Klima-Hysterie „Die Eisbären werden auch Trump überleben“

In der Zeit zwischen 8000 und 5000 Jahre vor heute war die Sahara dank reichhaltigerer Niederschläge grün: The Green Sahara. Die Phase fällt in das holozäne thermische Maximum, als es global um 1-2 Grad wärmer war als heute. Im Zuge der Milankovic-Zyklik reichte der Monsunregen viel weiter nach Norden als heute. Der Archäologe David Wright sollte diese Fakten eigentlich kennen. Trotzdem publizierte er nun in Frontiers in Earth Science eine richtig verrückte Hypothese: Der Mensch wäre am Umschlag von der Grünen zur Gelben Sahara selber Schuld. Er hätte durch Überweidung die Vegetation zerstört, damit die Albedo verstärkt und die Wüste verschuldet. Quatsch hoch drei. Wer sich trotzdem Wrights Argumente einmal anschauen möchte, kann die dazugehörige Pressemitteilung studieren.

Siehe auch unseren kürzlichen Blogartikel "Die Grüne Sahara".


Michael Miersch am 14. März 2017 in der Bildzeitung zum Klimawandel, Naturschutz und zur Energiewende:

Naturschützer warnt vor Klima-Hysterie „Die Eisbären werden auch Trump überleben“

Miersch: „Ein besonders gutes Beispiel für Klima-Hysterie! In den 50er-Jahren gab es weltweit noch 5000 Eisbären, nach neueren Zählungen sind die Bestände auf über 30 000 angewachsen. Tendenz steigend. Warum? Ein Zoologe sagte mir mal: ‚Ein Eisbär lebt nicht von Eis, sondern von Robben.‘ Und auch die wichtigsten Beutetiere Sattelrobben und Ringelrobben haben sich erfreulich vermehrt. Wer also das Ende des Eisbären vorhersagt, begibt sich selbst auf dünnes Eis. Die Eisbären werden auch die vier oder acht Jahre Trump überleben – auch wenn das Klima sich weiter erwärmen sollte.“


BILD: Sie arbeiten als Geschäftsführer für Bildung für die Deutsche Wildtier-Stiftung. Verstehen wir Sie richtig, dass Ihnen der Naturschutz inzwischen zu kurz kommt?

Miersch: „Es ist eine Sache der Abwägung. Im Moment ist die Priorität von Politik und Bevölkerung klar. Nehmen Sie die Windenergie, die in Deutschland inzwischen eine mächtigere Lobby als die Öl-, Kohle- und Atomkraft-Fraktion aufgebaut hat. Jährlich 120 000 Vögel, darunter 12 000 Greifvögel und 250 000 Fledermäuse sterben durch Windräder, ohne dass sich die breite Masse darüber aufregt. Stellen Sie sich mal vor, was in Deutschland los gewesen wäre, wenn in der Nähe von Atomkraftwerken 100 Vögel tot vom Himmel gefallen wären. Völlig zu Recht.“

Ganzes Interview in der Bildzeitung lesen.


Gute Nachricht für das Leben in der Antarktis. Der Klimawandel schafft dort besserer Lebensbedingungen, wie eine Pressemitteilung des Dartmouth College (via ScienceDaily) vom 13. März 2017 berichtet:

Increased water availability from climate change may release more nutrients into soil in Antarctica

Increases in phosphorus load in soil and aquatic ecosystems may allow for more abundant life

As climate change continues to impact the Antarctic, glacier melt and permafrost thaw are likely to make more liquid water available to soil and aquatic ecosystems in the McMurdo Dry Valleys, potentially providing a more nutrient-rich environment for life, according to a Dartmouth study recently published in Antarctic Science. With an average annual air temperature of -2.2 F and an average precipitation of 3-50 mm per year, the McMurdo Dry Valleys of Antarctica are dominated by dry soils underlain by permafrost. The Dry Valleys ecosystem is severely limited by liquid water and nutrients, resulting in limited organic matter. One such limited nutrient is phosphorus, an element that is essential to all living organisms. Understanding the spatial distribution of phosphorus in the soil is crucial to identifying where life could become more abundant in the future.

Dartmouth scientists examined the variability of soil phosphorus in the McMurdo Dry Valleys by evaluating two forms of phosphorus in surface soil samples: labile phosphorus, which is immediately available to organisms, and mineral phosphorus, which needs to be broken down by weathering before organisms can use it. The researchers analyzed how parent material, landscape age, soil chemistry and texture, and topography affect the two forms of phosphorus.

The findings indicate that in the McMurdo Dry Valleys, as for many other regions, the two forms of phosphorus, labile and mineral phosphorus, are not related. Even though rock type may be used to help predict the amount of mineral phosphorus in soils, it does not predict how much phosphorus is available to organisms. Instead, the available phosphorus was found to be correlated with soil conductivity, soil texture and topography. The findings also revealed that landscape age across a gradient of approximately 20,000 to 1.5 million years was not a strong predictor of either form of phosphorus. “Mineral phosphorus, while not currently available to organisms, represents a large store of this essential nutrient that could become unlocked in the future,” says lead author Ruth C. Heindel, a graduate student in earth sciences at Dartmouth.

As global warming continues to impact the McMurdo Dry Valleys of Antarctica, with more meltwater streams and water tracks travelling across the landscape, more mineral phosphorus is likely to become available through rock weathering over centuries to millennia. Phosphorus loads are also likely to increase to Dry Valleys aquatic ecosystems, which are currently some of the most phosphorus-limited ecosystems on the planet. As more phosphorus becomes available, microscopic organisms, such as nematodes, tardigrades, rotifers, algae and cyanobacteria, may become more abundant in the McMurdo Dry Valleys.

Ruth C. Heindel, Angela M. Spickard, Ross A. Virginia. Landscape-scale soil phosphorus variability in the McMurdo Dry Valleys. Antarctic Science, 2017; 1 DOI: 10.1017/S0954102016000742


University of California Santa Barbara: Bis zur Hälfte der arktischen Meereisschmelze geht auf das Konto der natürlichen Variabilität

Am 26. März 2017 zeichnete Der Tagesspiegel ein düsteres Bild für das arktische Meereis:

Globaler Klimawandel: Der Arktis geht das Eis aus
Forscher warnen: Noch nie war am Ende des Winters die zugefrorene Fläche so klein. Es ist der dritte Rekord-Tiefststand in Folge

Ein ungewöhnlich milder arktischer Winter hat der Nordpolarregion einen neuen unerfreulichen Rekord beschert. Noch nie gab es am Ende dieser Jahreszeit so wenig Eis auf dem Arktischen Ozean. Für die Eisbedeckung in dem nun einsetzenden Sommerzyklus sind dies schlechte Voraussetzungen. Das National Snow and Ice Data Centre (NSIDC) der Universität von Colorado in Boulder gab nun die maximale Eisfläche auf dem nördlichen Polarmeer im Winter 2016/2017 an. Die Meereisfläche wuchs in der kalten Jahreszeit nur auf 14,42 Millionen Quadratkilometer an. Gemessen wurde dies am 7. März. „Das ist der niedrigste Stand in den 38 Jahren mit Satellitenmessungen“, teilte das NSIDC mit.

Ersteinmal: Es ist richtig, dass das arktische Meereis derzeit ziemlich geschrumpft ist. Climate4You zeigt die Entwicklung auf Basis des NSIDC (Stand Februar 2017):

Abbildung 1: Entwicklung der arktischen (blau) und antarktischen (rot) Meereisbedeckung währen der letzten 35 Jahre. Quelle: Climate4You auf Basis von NSIDC.


Die Formulierung “noch nie” ist natürlich grob irreführend, wenn man bedenkt, dass die Satellitendaten gerade einmal ein paar Jahrzehnte zurückreichen. Ein sinnvoller Vergleich wäre mit der letzten großen Wärmephase, der Mittelalterlichen Wärmeperiode vor 1000 Jahren. Hier eine Rekonstruktion der Meereisentwicklung vor Grönland von Miettinen et al. 2016:

Abbildung 2: Entwicklung der Temperatur (oben) und Meereisbedeckung (unten) im Bereich von Grönland. Graphik: Miettinen et al. 2016.


Gut zu erkennen ist der starke Rückgang des arktischen Meereises in der Zeit 1000-1200 n.Chr. (untere Kurve in Abb. 2). Dieser wichtige historische Kontext wird in den aktuellen Presseartikeln zum arktischen Meereis komplett ausgeblendet. Das Verschweigen einer unbequemen Vergangenheit ist jedoch keine nachhaltige Erklärungslösung. Umso erfreulicher ist ein Artikel auf Spiegel Online vom 14. März 2017 zu einer neuen Arbeit, die den aktuellen Meereisschwund zu einem großen Teil der natürlichen Variabilität zuschreibt:

Eisschwund in der Arktis: Schuld ist nicht nur der Mensch
Das Eis der Arktis wird immer kleiner. Die Verantwortung dafür trägt die Menschheit – aber nicht allein, wie eine neue Studie zeigt.

[...] Etwas komplizierter wird die Sache allerdings dadurch, dass der Mensch ganz offenbar nicht allein verantwortlich ist für das Verschwinden des Eises. “Seriöse Leute haben schon lange gesagt, dass natürliche Variabilität beim Meereisrückgang eine Rolle spielt”, sagt etwa Rüdiger Gerdes vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Und auch Claire Parkinson vom Goddard Space Flight Center der Nasa in Greenbelt (US-Bundesstaat Maryland) bestätigt: “Polarforschern ist schon lange klar, dass Veränderungen beim Meereis verschiedene Ursachen haben.” [...] Mit Computermodellierungen berechnete  [ein Forscherteam um Qinghua Ding von der University of California Santa Barbara] dafür zunächst, welchen Anteil die atmosphärische Zirkulation im September am Verlust des Meereises insgesamt hatte. Dabei kamen sie auf einen stattlichen Beitrag von bis zu 60 Prozent. Nun ist es allerdings so, dass die Emissionen der Menschen – und die daraus resultierenden Temperaturänderungen in der Atmosphäre – die großräumigen Windsysteme der Erde auch beeinflussen. Also nahmen Ding und seine Kollegen diesen menschengemachten Beitrag aus ihrer Rechnung wieder heraus. Übrig blieb ein natürlicher Anteil von 30 bis 50 Prozent am Verschwinden des sommerlichen Meereises.

Ganzen Artikel auf Spiegel Online lesen.

Hochspannend: Bis zur Hälfte der sommerlichen Meereisschmelze in der Arktis geht auf das Konto der natürlichen Variabilität. Der Tagesspiegel hätte dies in seinem Artikel gerne erwähnen können. Lieber schwieg man, denn das Volk hätte es ja missverstehen können. Für alle mutigen Leser daher hier der Originalabstract von Ding et al. aus Nature Climate Change. Das Paper erschien dort am 13. März 2017:

Influence of high-latitude atmospheric circulation changes on summertime Arctic sea ice
The Arctic has seen rapid sea-ice decline in the past three decades, whilst warming at about twice the global average rate. Yet the relationship between Arctic warming and sea-ice loss is not well understood. Here, we present evidence that trends in summertime atmospheric circulation may have contributed as much as 60% to the September sea-ice extent decline since 1979. A tendency towards a stronger anticyclonic circulation over Greenland and the Arctic Ocean with a barotropic structure in the troposphere increased the downwelling longwave radiation above the ice by warming and moistening the lower troposphere. Model experiments, with reanalysis data constraining atmospheric circulation, replicate the observed thermodynamic response and indicate that the near-surface changes are dominated by circulation changes rather than feedbacks from the changing sea-ice cover. Internal variability dominates the Arctic summer circulation trend and may be responsible for about 30–50% of the overall decline in September sea ice since 1979.

Siehe auch Bericht in der Welt vom 14. März 2017:

Klimawandel: Auch natürliche Gründe für Eis-Schwund der Arktis
[...] Lange Zeit gingen [Experten] davon aus, dass das Handeln des Menschen, der übermäßige Ausstoß von Treibhausgasen in die Atmosphäre, die Erwärmung am Nordpol vorantreibt. Dass der Mensch also schuld ist, wenn sich die biologischen Netzwerke im Eis des Nordens auflösen. Eine neue Studie aber sieht das anders. Der drastische Rückgang des sommerlichen Meereises in der Arktis geht demnach zu einem großen Teil auf natürliche Schwankungen zurück. Etwa 40 Prozent des Schwunds beruhten auf vom Treibhauseffekt unabhängigen Luftströmungen, schätzen US-Forscher um Qinghua Ding von der University of California in Santa Barbara im Fachblatt „Nature Climate Change“.

Ganzen Artikel in der Welt lesen.

Hier die dazugehörige Pressemitteilung der University of Washington vom 13. März 2017:

Rapid decline of Arctic sea ice a combination of climate change and natural variability

Arctic sea ice in recent decades has declined even faster than predicted by most models of climate change. Many scientists have suspected that the trend now underway is a combination of global warming and natural climate variability.

A new study finds that a substantial chunk of summer sea ice loss in recent decades was due to natural variability in the atmosphere over the Arctic Ocean. The study, from the University of Washington, the University of California Santa Barbara and federal scientists, is published March 13 in Nature Climate Change. “Anthropogenic forcing is still dominant — it’s still the key player,” said first author Qinghua Ding, a climate scientist at the University of California Santa Barbara who holds an affiliate position at the UW, where he began the work as a research scientist in the UW’s Applied Physics Laboratory. “But we found that natural variability has helped to accelerate this melting, especially over the past 20 years.” The paper builds on previous work by Ding and other UW scientists that found changes in the tropical Pacific Ocean have in recent decades created a “hot spot” over Greenland and the Canadian Arctic that has boosted warming in that region.

The hot spot is a large region of higher pressure where air is squeezed together so it becomes warmer and can hold more moisture, both of which bring more heat to the sea ice below. The new paper focuses specifically on what this atmospheric circulation means for Arctic sea ice in September, when the ocean reaches its maximum area of open water. “The idea that natural or internal variability has contributed substantially to the Arctic sea ice loss is not entirely new,” said second author Axel Schweiger, a University of Washington polar scientist who tracks Arctic sea ice. “This study provides the mechanism, and uses a new approach to illuminate the processes that are responsible for these changes.”

Ding designed a new sea ice model experiment that combines forcing due to climate change with observed weather in recent decades. The model shows that a shift in wind patterns is responsible for about 60 percent of sea ice loss in the Arctic Ocean since 1979. Some of this shift is related to climate change, but the study finds that 30-50 percent of the observed sea ice loss since 1979 is due to natural variations in this large-scale atmospheric pattern. “What we’ve found is that a good fraction of the decrease in September sea ice melt in the past several decades is most likely natural variability. That’s not really a surprise,” said co-author David Battisti, a UW professor of atmospheric sciences. “The method is really innovative, and it nails down how much of the observed sea ice trend we’ve seen in recent decades in the Arctic is due to natural variability and how much is due to greenhouse gases.”

The long-term natural variability is ultimately thought to be driven by the tropical Pacific Ocean. Conditions in the tropical Pacific set off ripple effects, and atmospheric waves snake around the globe to create areas of higher and lower air pressure. Teasing apart the natural and human-caused parts of sea ice decline will help to predict future sea ice conditions in Arctic summer. Forecasting sea ice conditions is relevant for shipping, climate science, Arctic biology and even tourism. It also helps to understand why sea ice declines may be faster in some decades than others. “In the long term, say 50 to 100 years, the natural internal variability will be overwhelmed by increasing greenhouse gases,” Ding said. “But to predict what will happen in the next few decades, we need to understand both parts.”

What will happen next is unknown. The tropical Pacific Ocean could stay in its current phase or it could enter an opposite phase, causing a low-pressure center to develop over Arctic seas that would temporarily slow the long-term loss of sea ice due to increased greenhouse gases. “We are a long way from having skill in predicting natural variability on decadal time scales,” Ding said. The research was funded by NOAA, the National Science Foundation, NASA and the Tamaki Foundation. Other co-authors are Stephen Po-Chedley, Eduardo Blanchard-Wrigglesworth and Ryan Eastman in the UW’s Department of Atmospheric Sciences; Eric Steig in the UW’s Department of Earth and Space Sciences; and Michelle L’Heureux, Kristin Harnos and Qin Zhang at the National Oceanographic and Atmospheric Administration’s Climate Prediction Center.